Kỹ thuật
Các kỹ sư xem công nghệ sinh học là một công nghệ – một hệ thống công nghệ sinh học hoặc công nghệ sinh học của nó. sinh học tổng hợp bao gồm các định nghĩa lại rộng và mở rộng công nghệ sinh học, với mục tiêu cuối cùng của việc có thể để thiết kế và xây dựng thiết kế hệ thống thông tin sinh học quá trình que, thao tác hóa chất, chế tạo vật liệu và cấu kiện, sản xuất năng lượng, Cung cấp lương thực, và duy trì và tăng cường sức khỏe con người ( xem Kỹ thuật Y sinh) và môi trường của chúng ta.
Các nghiên cứu trong sinh học tổng hợp có thể được chia thành các phân loại rộng Theo cách tiếp cận Họ đưa cho vấn đề ở bàn tay: tiêu chuẩn hóa bộ phận sinh học, kỹ thuật sinh học phân tử, kỹ thuật gen. Kỹ thuật phân tử sinh học bao gồm các phương pháp nhằm tạo bộ công cụ của các đơn vị chức năng có thể được giới thiệu với các chức năng công nghệ mới hiện có trong tế bào sống. Kỹ thuật di truyền bao gồm các phương pháp để xây dựng nhiễm sắc thể tổng hợp cho các sinh vật toàn bộ hoặc tối thiểu. Thiết kế sinh học phân tử đề cập đến ý tưởng chung về thiết kế mới và sự kết hợp phụ gia của các thành phần phân tử sinh học. Mỗi cách tiếp cận này chia sẻ một nhiệm vụ tương tự: để phát triển một thực thể tổng hợp hơn ở mức phức tạp cao hơn bằng cách sử dụng một cách sáng tạo một phần đơn giản hơn ở cấp độ trước đó.
Viết lại
Các tác giả lại là những nhà sinh vật học tổng hợp quan tâm đến việc kiểm tra tính không thể thu hồi của các hệ thống sinh học. Do sự phức tạp của các hệ thống sinh học tự nhiên, sẽ là đơn giản hơn để tái xây dựng các hệ thống tự nhiên quan tâm từ dưới lên; Để cung cấp cho các thiết bị đại diện dễ hiểu, kiểm soát và vận dụng. Các tác giả lại vẽ ra cảm hứng từ quá trình tái cấu trúc, một quá trình đôi khi được sử dụng để cải thiện phần mềm máy tính.
Các công nghệ hỗ trợ chính
Một số công nghệ chủ chốt cho phép quan trọng đối với sự phát triển của sinh học tổng hợp. Các khái niệm chính bao gồm tiêu chuẩn hoá sinh học của các bộ phận và cho phép trừu tượng thứ bậc sử dụng Những bộ phận trong hệ thống tổng hợp ngày càng phức tạp. Đạt được điều này được hỗ trợ bởi các công nghệ cơ bản về đọc và viết DNA (trình tự và chế tạo). Các phép đo theo nhiều điều kiện là cần thiết cho mô hình chính xác và thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD).
Các bộ phận DNA chuẩn hóa
Các bộ phận DNA được sử dụng nhiều nhất: 22-23 là các plasmid BioBrick do Tom Knight phát minh vào năm 2003. Biobricks được lưu trữ tại Cục Đăng ký của Standard Phần sinh học ở Cambridge, Massachusetts và BioBrick tiêu chuẩn đã được sử dụng bởi hàng ngàn sinh viên trên toàn thế giới trong Quốc tế Máy biến đổi gen (iGEM) cạnh tranh: 22-23.
Tổng hợp DNA
Trong năm 2007, có báo cáo rằng một số công ty đã đưa ra tổng hợp trình tự di truyền đến 2000 bp dài, với giá khoảng 1 đô la cho mỗi cặp cơ sở và thời gian quay vòng chưa đầy hai tuần. Oligonucleotide thu hoạch từ chip photolithographic hoặc DNA sản xuất phun kết hợp với DNA không phù hợp sửa lỗi Cho phép thay đổi rẻ tiền quy mô lớn của codon trong các hệ thống di truyền để cải thiện biểu hiện gen hoặc kết hợp axit amin tiểu thuyết (xem dự án tế bào tổng hợp M. Giáo Hội của George và Anthony Forster .Điều này ủng hộ cách tiếp cận tổng hợp từ đầu.
Ngoài ra, hệ thống CRISPR / Cas đã nổi lên như là một kỹ thuật đầy hứa hẹn để chỉnh sửa gen. Nó đã được ca ngợi bởi The Washington Post là “sự đổi mới quan trọng nhất trong không gian sinh học tổng hợp trong gần 30 năm”. Trong khi các phương pháp khác mất vài tháng hoặc nhiều năm để chỉnh sửa các trình tự gen, CRISPR có tốc độ lên đến vài tuần . Tuy nhiên, do tính dễ sử dụng và khả năng tiếp cận của nó, nó đã làm tăng số lượng các mối quan tâm đạo đức, đặc biệt là xung quanh việc sử dụng nó trong không gian biohacking.
Trình tự ADN
Trình tự DNA xác định trình tự của các bazơ nucleotide trong một phân tử DNA. Các nhà sinh vật học tổng hợp sử dụng trình tự DNA trong công việc của họ bằng nhiều cách. Thứ nhất, các nỗ lực sắp xếp gien quy mô lớn tiếp tục cung cấp rất nhiều thông tin về sinh vật tự nhiên. Thông tin này cung cấp chất nền phong phú từ đó các nhà sinh học tổng hợp có thể xây dựng các bộ phận và thiết bị. Thứ hai, các nhà sinh vật học tổng hợp sử dụng trình tự để xác minh rằng chúng đã chế tạo hệ thống thiết kế của chúng như dự định. Thứ ba, trình tự nhanh, rẻ và đáng tin cậy cũng có thể tạo điều kiện phát hiện và xác định nhanh các hệ thống tổng hợp và các sinh vật.